Географічні пояси

Сучасні природні умови на земній поверхні закономірно змінюються з географічною широтою, що було помічено ще у стародавні часи. Однак правильно пояснити причини цієї важливої закономірності, тобто чому сонячне тепло нерівномірно поступає, вдалося лише після того, як були доведені кулястість Землі, її обертання навколо своєї осі та її рух навколо Сонця. З розширенням знань вчення про світові широтні географічні пояси до теперішнього часу завоювало загальне визнання.

Ще у кінці XVIII ст. російський академік І. І. Лепехін намітив зага­льну схему розміщення на земній поверхні рослинності і тваринного сві­ту в залежності від теплових поясів, а на початку XIX ст. німецький дослідник і мандрівник А. Гумбольдт встановив зональність і висотну поясність рослинності у зв'язку зі зміною кількості поступаючого на Зе­млю тепла. Майже через сто років, на початку XX ст., російський вче­ний В. В. Докучаєв показав, що зональну поширеність мають не тільки клімат і рослинність, але й інші елементи природи, що знаходяться в глибокому взаємозв'язку з кліматом. Ці уявлення лягли в основу сучас­ного вчення про географічну зональність природи Землі.

Основна причина зональності природи полягає в кулястості Землі, в поєднанні з добовим обертанням її навколо своєї осі і річним рухом на­вколо Сонця. Як відомо, безліч променистої енергії, що утворюється внаслідок виникаючих на Сонці ядерних реакцій, безперервно розті­кається у всі боки, але на Землю припадає лише невелика її частка, а саме бл. 1/2200 000 000. Навіть проходячи через земну атмосферу і зу­стрічаючи на своєму шляху хмари, пил і водяну пару, сонячні промені частково поглинаються або відбиваються в світовий простір. Земної по­верхні досягає лише бл. 40 % сонячної енергії, що поступає на верхню межу атмосфери. Разом з тим промениста енергія Сонця дає земній по­верхні світло, тепло і енергію майже для всіх хімічних перетворень зем­ної речовини, що здійснюються на земній поверхні. Велика частина со­нячної енергії перетворюється на теплову і механічну енергію руху, і лише порівняно невелика (бл. 0,8 %) використовується зеленими рослинами для хімічних процесів перетворення неорганічних речовин на органічні (фотосинтез). Кількість сонячної енергії, яка поступає на Землю, зако­номірно убуває від екватора до полюсів у залежності від кута падіння сонячних променів і довжини їх шляху через атмосферу. У цьому ж на­прямі змінюється і атмосферне тепло. Саме тому в природі земної пове­рхні і виявляється так звана яскраво виражена географічна зональність.

Спочатку на поверхні Землі виділялося 5 теплових поясів: один жар­кий, розташований по обидва боки від екватора між північним і півден­ним тропічними колами; два помірних — між тропічними і полярними колами і два холодних, розташованих навколо Північного і Південного полюсів. Пізніше число теплових поясів збільшилося до 7, а за межі між ними почали приймати лінії рівних середніх температур (ізотерм). За межу жаркого поясу стали приймати середню річну ізотерму 20°, з якою май­же збігається межа поширення пальм. Межами між помірними та холо­дними поясами стали вважати ізотерму найтеплішого місяця в році 10°, з якою збігається межа між лісом і тундрою. З холодних поясів виділили ще два пояси вічного морозу, межу між якими проводили по ізотермі найтеплішого місяця в році 0°.

У наш час виділяють 13 радіаційно-теплових поясів, які зазвичай називають географічними: арктичний, антарктичний, субарктичний, суб­антарктичний, помірні північний і південний, субтропічні північний і півден­ний, тропічні північний і південний, субекваторіальні північний і південний, екваторіальний. Радіаційно-теплові пояси, що залежать в основному від географічної широти, добре простежуються як на суходолі, так і в океані.

Поверхня Землі має різну здатність видбивати падаючі на неї сонячні промені (величину альбедо). Тому різні частини поверхні по-різному по­глинають тепло і нагріваються. Більше усього сонячних променів (від 80 до 97 %) поглинає відкрита водна поверхня океану, відбиваючи в атмос­феру всього від 20 до 30 % падаючої на неї радіації. Вода поглинає найбі­льшу кількість поступаючого від сонця тепла і дуже повільно віддає його в світовий простір. Тим часом водна поверхня займає бл. 3/4 всієї повер­хні Землі. Тому Світовий океан і є накопичувачем і головним джерелом тепла на Землі. Одноманітністю фізичних властивостей водної поверхні пояснюється рівномірність і мала величина коливань температури над океанами.

Поверхня суходолу, різноманітна за своїми властивостями, поглинає різну кількість сонячної енергії. Трави і листя дерев в середньому погли­нають від 70 до 80 %, а сніг, який тільки випав, — всього від 2—3 до 10 % всієї енергії, що надходить; інша її кількість відбивається в атмосферу і в світовий простір. Багато сонячних променів відбивають також і морські льоди, покриті снігом. Приполярні райони впливають охолоджуючим чином на клімат усієї земної кулі. Нерівномірне нагрівання земної пове­рхні приводить в рух повітряну і водну маси, які прагнуть вирівняти тем­пературу. Взаємопов'язані повітряні і морські течії переносять з місця на місце безліч тепла. Особливо велику роль в перенесенні тепла відіграють теплі і холодні морські течії, оскільки вода поглинає і накопичує тепло значно більше, ніж повітря. Тому більш сильні відхилення від середніх температур спостерігаються на морському узбережжі. Так, на Мурман­ському узбережжі, яке омиває тепла Атлантична течія, що приходить з тропічних широт, незважаючи на його північне розташування (бл. 70° пн. ш.), є гавані, які не замерзають протягом року.

Загальний стан природи будь-якої ділянки поверхні суходолу, харак­тер його грунтів, рослинності, тваринного світу тощо залежать не тільки від кількості поступаючого тепла, але і вологи: опадів, вологості повітря, підтоку поверхневих і Ґрунтових вод. Цим природа суходолу відрізняєть­ся від природи водоймищ, де кількість вологи постійна і характер її ви­значається іншими умовами (температурою і прозорістю води, її скла­дом, солоністю тощо).

Основне джерело атмосферних опадів на суходолі — Світовий океан з його морями, у якому міститься понад 98 % усіх вод земної кулі. Ви­паровуючись з поверхні океану, водяні пари повітряними течіями пере­носяться на материки, де випадають у вигляді дощу і снігу. Замикаючи постійний кругообіг, вода повертається в океан у вигляді річок, струмків і підземних вод. Одночасно в повітрі міститься води в 11 разів більше, ніж в річках (бл. 13 тис. км³). Кількість опадів, що випадають у різних райо­нах суходолу, залежить від напряму повітряних течій, від відстані до дже­рела зволоження — океану, від рельєфу земної поверхні і ряду інших умов. Опади випадають переважно під час руху повітря з більш нагрітих в охолоджені ділянки, при підйомі теплого і вологого повітря в більш холодні шари атмосфери у циклонах і на підвітряних схилах гір, при вітрах з моря. Тому річна кількість атмосферних опадів розподіляється складніше, ніж сонячне тепло. Звідси і природний ландшафт суходолу різноманітніший. Таким чином, можна сказати, що в межах радіаційно-теплових поясів неоднакове зволоження веде до формування різних гео­графічних зон на земній кулі.

Однак не тільки кількістю тепла і вологи визначаються особливості природи окремих ділянок земної поверхні, але і співвідношенням тепла і вологи. У тундровій зоні, де панують низькі температури і випаровуван­ня вологи незначне, навіть невелика кількість опадів не може повністю випаруватися, і вода накопичується на поверхні, спричиняючи заболо­чування місцевості. У жарких поясах навіть значні опади випаровуються повністю, а в багатьох місцях цього поясу випаровуються також запаси і ґрунтових вод.

Таким чином, природні умови на суходолі лише в загальних рисах змінюються з географічною широтою, і велика частина географічних зон на відміну від радіаційно-теплових поясів не утворює суцільних смуг, що оточують всю земну кулю. Вони уриваються водними просторами і вира­зно простежуються тільки на рівнинах. У горах з висотою температура знижується, а кількість опадів зазвичай збільшується, зумовлюючи змі­ну природних умов.

Широтна географічна зональність найбільш чітко виражена в тих частинах материкових рівнин, де кількість опадів поступово змінюється разом з надходженням тепла з півночі на південь. Так, наприклад, в арктичному і субарктичному поясах кількість опадів і тепла поступово зменшується від помірного поясу до полюса. Тому межі арктичних пус­тель, тундри, лісотундри і північної тайги простягаються тут із заходу на схід на всіх материках. У помірному ж поясі, де пануючі західні повітряні течії приносять з океану на материк опади і тепло, кількість їх зменшу­ється із заходу на схід, широтна географічна зональність порушується. На одних і тих же широтах, у залежності від віддаленості рівнин матери­ка від океану, що служить джерелом вологи і тепла, зустрічаються і воло­гі широколисті ліси, і степи, і пустелі. У тих же місцях, де повітряні течії направлені з материка на океан (наприклад, пасати в північно-західній частині Африки і в Південній Америці), тропічні пустелі доходять до оке­анічного берега.

Великий вплив на зональність мають і гірські ланцюги, що знахо­дяться на шляху повітряних течій. Під час переходу через гірські хребти опади, що містяться в повітрі, випадають на підвітряних схилах гір, а на інший схил хребта приходить сухе повітря. Внаслідок цього Гімалаї слу­жать межею між вологими тропічними лісами Індії і пустелями Тибету і Центральної Азії, а Анди відділяють пустелю Атакаму від тропічних лісів Аргентини і Болівії. У Північній Америці (між 50 і 40° пн.ш.) Кордильєри перегороджують шлях повітряним течіям, що несуть вологу з Тихого оке­ану, тому на сході від гір пролягли пустелі і степи, які поступово зміню­ються широколистими, а потім хвойними лісами.

Межі поміж цими зонами з широтних перетворюються у меридіона­льні. Таким чином, зональність, зумовлена космічними чинниками, — одна з найбільш загальних закономірностей у характері сучасної приро­ди нашої планети. У той же час конкретні вияви зональності на поверхні Землі залежать від земних причин, що визначають передусім співвідно­шення тепла і вологи, властиве тій або іншій частині земної поверхні.